淺議礦山供電的數(shù)字化監(jiān)控

王亮

【摘 要】數(shù)字化供電技術(shù)將是未來供電技術(shù)的發(fā)展方向，更是礦山供電系統(tǒng)的發(fā)展方向，本文以某礦井供電管理中的數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)實際應(yīng)用情況為例，簡要說明該技術(shù)的運行管理模式。

【關(guān)鍵詞】礦山供電；數(shù)字化；監(jiān)控

0 前言

作為一種廣為接受的技術(shù)體系，“數(shù)字化供電系統(tǒng)”的內(nèi)涵包括：數(shù)字化電網(wǎng)、信息化管理和企業(yè)應(yīng)用集成。從本質(zhì)上說，“數(shù)字化供電系統(tǒng)”是企業(yè)適應(yīng)內(nèi)外部變化，提升管理能力、提高服務(wù)水平、增強核心競爭力的一種技術(shù)手段。它不是一個剛性的系統(tǒng)，而是有生命力的系統(tǒng)工程。隨著IT技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、接口整合技術(shù)、商業(yè)流程支持技術(shù)在電力企業(yè)信息化建設(shè)中得到了深入的應(yīng)用，“數(shù)字化供電系統(tǒng)”的技術(shù)實現(xiàn)體系正在逐步完善中。下面本文將結(jié)合某礦井供電管理中的數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)實際應(yīng)用情況，簡要說明該技術(shù)的運行管理模式。

1 數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)和技術(shù)條件

電力監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)過了長期的積累。礦井堅強電網(wǎng)是分布式智能、寬帶通信和自動控制技術(shù)的集成。DSP（數(shù)字信號處理）技術(shù)和嵌入式軟件技術(shù)的發(fā)展，為開發(fā)高端智能終端設(shè)備提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；寬帶的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)已普遍應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域；自動控制技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用已十分成熟。應(yīng)用于數(shù)字化變電站的相關(guān)技術(shù)和標準已逐步實用化作為實現(xiàn)數(shù)字化變電站的重要基礎(chǔ)設(shè)備，如互感器、開關(guān)等智能一次設(shè)備，技術(shù)發(fā)展與數(shù)字化變電站基本同步。截止2002年，應(yīng)用于數(shù)字化變電站的電子式互感器標準IEC60044-7、IEC60044-8頒布。2008年，國內(nèi)頒布了國家標準。應(yīng)用于數(shù)字化變電站的智能開關(guān)，其規(guī)范性技術(shù)文件正在制定中。良好的技術(shù)和物資條件，為礦井數(shù)字化電網(wǎng)的研究和應(yīng)用打下了良好的理論和實踐基礎(chǔ)。運用智能化、數(shù)字化、自動化技術(shù)，建成一個國際先進、國內(nèi)領(lǐng)先的礦井數(shù)字化電網(wǎng)，提高礦井電網(wǎng)的可靠性和運行效率。構(gòu)建地面和井下電網(wǎng)統(tǒng)一的集成監(jiān)控環(huán)境，逐步將礦井電網(wǎng)的智能終端設(shè)備接入監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)礦井電網(wǎng)統(tǒng)一監(jiān)控和調(diào)度，提高礦井電網(wǎng)的智能化、數(shù)字化和自動化技術(shù)水平，提高礦井電網(wǎng)自動化水平、運行效率和經(jīng)濟效益，為礦井電網(wǎng)的安全運行提供決策支持。

2 工程概況

某礦井供電系統(tǒng)由2條來自不同電廠的線路組成，變壓器容量50000kVA。整個礦井供電系統(tǒng)按“無人值班、少人值守”的原則進行設(shè)計。

3 數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)

3.1 功能要求

網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的實現(xiàn)基礎(chǔ)，采用數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的目標是為了保證礦井供電能在安全、經(jīng)濟的狀態(tài)下運行。數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)通過融合控制、信息與仿真三大技術(shù)來實現(xiàn)對礦井供電系統(tǒng)的運行控制和管理。

礦井供電系統(tǒng)的數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)一般要求具備以下功能：監(jiān)控運行，網(wǎng)絡(luò)資源共享，電力調(diào)度管理，生產(chǎn)運行管理，公文流轉(zhuǎn)。

3.2 實現(xiàn)過程

數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的實現(xiàn)過程是：通過計算機網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字化監(jiān)控信息傳送到網(wǎng)絡(luò)上，并將其與已有的信息融為整體，從而實現(xiàn)在每一臺多媒體計算機上對監(jiān)控信息進行管理和調(diào)用，提高供電系統(tǒng)的管理效率。

4 數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

該礦井供電管理采用的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)是目前最為常用的MIS管理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由人、計算機及其外圍設(shè)備三方組成的一個，能夠?qū)π畔⑦M行收集、存貯、加工、傳遞、維護和使用的系統(tǒng)。其中人與計算機組成的供電中央控制中心是負責對收集到的信息進行顯示、加工及傳遞，并給使用者作出相應(yīng)的反饋。而監(jiān)控系統(tǒng)外圍設(shè)備主要負責對供電系統(tǒng)的開停機流程控制及站內(nèi)輔助系統(tǒng)的控制及相應(yīng)數(shù)據(jù)的采集。

4.1 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)目標、范圍及功能

4.1.1 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)目標

建立具有安全性、可靠性、開放性的信息化平臺，實現(xiàn)各部門對供電監(jiān)測實時信息與數(shù)據(jù)的高度共享；給決策層提供有效地參考信息。

4.1.2 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的組成

該數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的組成主要包括：軟件開發(fā)體系；網(wǎng)絡(luò)平臺體系（包括主機系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）；布線系統(tǒng)；安全體系；培訓用戶體系。

4.2 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)框架設(shè)計

管理是礦井供電實現(xiàn)數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的核心部分，具體包括系統(tǒng)的運行管理，設(shè)備管理，安全管理，生產(chǎn)技術(shù)管理、項目管理、人力資源管理。數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)使得管理具有一個健全、完善的信息資源管理系統(tǒng)，并保證信息采集渠道具有集中性、可靠性、穩(wěn)定性，同時使得資源具有唯一性、及時性，從而有效的提高礦井的供電管理效率。

對礦井而言，數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)可以將采集的數(shù)據(jù)廣泛的應(yīng)用于計算機的監(jiān)控系統(tǒng)，各管理部門均可通過數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)實時地了解通風、排水、采掘等設(shè)備的實際運行情況，同時實現(xiàn)管理者對礦井的安全生產(chǎn)更為全面、及時、準確的認知。數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)ΦV井供電過程中的設(shè)備運行進行全過程的控制與跟蹤，了解掌握機械設(shè)備的運行狀況及健康狀況，一旦設(shè)備出現(xiàn)事故，可為設(shè)備的檢修提供依據(jù)及參考，從而降低檢修成本，節(jié)省處理故障時間，避免了影響整個供電系統(tǒng)的正常運行和造成的較為嚴重的經(jīng)濟損失。

4.3 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)運作的硬件設(shè)施保障

數(shù)字化控制系統(tǒng)的硬件設(shè)施主要有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、電源、網(wǎng)絡(luò)等。其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是該系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的運作載體和核心，不間斷的電源是上述設(shè)備保持良好運轉(zhuǎn)狀態(tài)的前提，網(wǎng)絡(luò)是整個系統(tǒng)有效、高速運行的基礎(chǔ)及保障，四者缺一不可，相互協(xié)調(diào)，共同運行。

4.3.1 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是通過在局域網(wǎng)中的一臺（多臺）計算機運行數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件而構(gòu)建成的服務(wù)器，它可以為為用戶提供各種服務(wù)（包括數(shù)據(jù)的更新、查詢、索引、事務(wù)管理、查詢優(yōu)化、高速緩存等）。

礦井供電管理系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的要求一般是該數(shù)據(jù)庫服務(wù)器具備高效地運行性能、擴展性能，且具有較高的穩(wěn)定性。同時要求該服務(wù)器具有良好的處理能力，在系統(tǒng)運行管理過程中實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的快速查詢過程，且數(shù)據(jù)庫服務(wù)器還可根據(jù)實際管理人員的需求進行有效地查詢，然后將結(jié)果反饋給管理人員。該供電控制中心選用的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為：微軟SQL，它是一個數(shù)據(jù)庫管理操作系統(tǒng)，它具備對信息數(shù)據(jù)地搜索工作、查詢工作、報告工作等的功能，并在不占用數(shù)據(jù)存儲位置地前提下，將數(shù)據(jù)存儲在各種設(shè)備上。

4.3.2 電源

控制中心的電源系統(tǒng)在采用了雙回路交流的供電方式的前提下，實現(xiàn)電源自動切換。并且由一個不間斷電源UPS為服務(wù)器直接供電，當電壓過高或過低時，UPS都能保證服務(wù)器在不受干擾的狀態(tài)下實現(xiàn)設(shè)備地高效運轉(zhuǎn)，在斷電后仍能正常運行一段時間。

4.3.3 網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)在礦井供電管理中得以應(yīng)用實施的基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、高效性直接影響該系統(tǒng)的運作。該系統(tǒng)的局域網(wǎng)采用快速以太網(wǎng)（Ethernet），利用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測技術(shù)）技術(shù)，并以速率為10Mb/S在在各類型電纜上高速運行，從而滿足了全礦井供電部門及個人對網(wǎng)絡(luò)的需求，實現(xiàn)了工作人員對資源的快捷共享。

5 結(jié)束語

礦井供電系統(tǒng)數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用使得該礦在供電管理模式上走向了信息現(xiàn)代化，信息資源管理和組織的技術(shù)上突破了傳統(tǒng)的管理模式，將一些核心的信息收集加以分析，為決策層做出正確、合理的決策提供了重要的參考依據(jù)，使得礦井供電管理效率得到大幅度提高。

數(shù)字化供電技術(shù)將是未來供電技術(shù)的發(fā)展方向，更是礦山供電系統(tǒng)的發(fā)展方向。雖然目前我國數(shù)字化礦山建設(shè)已經(jīng)取得了一些階段性成果，但是我們還應(yīng)該清楚地看到，跟發(fā)達國家相比，仍然有很大的差距，我國的礦山數(shù)字化供電系統(tǒng)建設(shè)還面臨著諸多困難，依然任重而道遠，需要每一個礦山供電工作者為此努力奮斗！

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[責任編輯：曹明明]